Автоматизация реакторного блока гидроочистки

Тип работы: Курсовая работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 25 страниц
В избранное:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АТЫРАУСКИЙУНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ С.УТЕБАЕВА

Факультет Экономики, бизнеса и информационных технологий

Кафедра Автоматизация производства и информационные технологии

КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему: Автоматизация реакторного блока гидроочистки

Шифр и наименование специальности
5В070200 - Автоматизация и управление

Выполнил:
Игалиев К.А

Руководитель:
Оразбаев Б.Б

Атырау, 2019
СОДЕРЖАНИЕ

введение
1. Научно-техническая основа для процесса гидроочистки
2. Гидроочистки процесс назначения
3. Сырец процесс обжалования
4. Цель и вторичные продукты процесса
5. Параметры процесса
6. Факторы процесса и их влияние на quaRajadas и выход продукта
7. Механизм и химизм реакций процесса
8. Гидроочистки катализаторы
9. Основной блок
10. Описание технологической схемы
11. Расчеты процессов

ВВЕДЕНИЕ

Увеличение нефтепродуктов, расширение ассортимента продукции и повышение качества - основные задачи, поставленные перед нефтеперерабатывающей отраслью на данный момент.
В настоящее время мировой рынок предъявляет жесткие требования к качеству нефтепродуктов, в том числе дизельного топлива. Поэтому особое внимание уделяется снижению содержания серы и ароматических углеводородов. Кроме того, соединения серы в нефтепродуктах, резко ухудшает производительность топлива и масел, вызывают коррозию оборудования, уменьшить топлива антидетонационную антиоксидантной активностью и стабильность, повышенная склонность к осмоления трещины бензины.
нефтяные процессы гидроочистки дистиллятов является одним из самых распространенных, особенно при обработке серы и нефти кислот. Основные целью гидроочистки нефтяных дистиллятов является снижение содержания серы, азота, и металлоорганических соединений.
В большинстве европейских стран продолжает топливо, которое соответствует требованиям ГОСТ Р 52368-2005 (EN 590: 2009) [1], согласно которому содержание серы не должно превышать 0,005% мужчин, так и полициклические ароматические углеводороды НЕ более 8% человек .. для дизельных топлив, отвечающих современным требованиям, должны быть улучшены процесс гидроочистки. Ежегодно около 49 Милли производства внутри страны. Тонны дизельного топлива, 93% от содержания серы 0,2% по массе. и 7% -. содержание менее 0,2% мужчин серы [2].
Таким образом, для дизельных топлив, отвечающих современным требованиям, необходимые для улучшения процесса гидроочистки.
1.научно-техническая основа для процесса гидроочистки
1.1гидроочистки процесс назначения
Гидроочистка - процесс удаления нежелательных примесей фракций нефти - соединений серы гетероатомных, азот, кислород, содержащий соединения, ненасыщенные углеводороды, металлы, чтобы улучшить термическую стабильность, низкую коррозионную активность, улучшить цвет и уменьшить вероятность образования преципитатов во время хранения.
Гидроочистки глобальные процессы нефтепереработки завоевали среди наиболее часто используемых вторичных и какая часть любых форм нефтеперерабатывающих заводов, особенно при обработке масла серы и высокое содержание серы. Это связано со следующими причинами:
- непрерывное увеличение общего баланса доли серы масел и высоким содержанием серы;
- более жесткие требования по охране природы и качества нефтепродуктов товаров;
Разработка каталитических процессов с использованием активных и селективные катализаторов и бездействием реф дигидро-глубиной предварительной настройки потребности в дальнейшей переработке нефти [3].
Основная задача, нефтеперерабатывающие является организация производства зеленого бензина и дизельного топлива. Дизельная фракция процесса гидроочистки относится к наиболее распространенным процессам нефтепереработки. Типичные установки для этого процесса - L-24 L-6 и 247 были разработаны Lengiprogaz в начале 60-х годов прошлого века. задача очень актуально [5] - Требования к качеству неизменных в течение долгого времени для топлива и дизельного оборудования, однако эти модернизации объектов.

1.2сырец процесс обжалования
Типовое питания гидроочистки процесс топливо для дизельных двигателей фракций девы кипения дизельного топлива в диапазоне 180-330, 180-36 и 240-360 ° C от сладких, кислых нефтей серы и [3].
Возможно увеличение производства дизельных за счет расширения сырьевой базы гидроочистки, главным образом путем дистиллятов вторичного привлечения. Основной источник вторичного дистиллята в настоящее время генерации блока каталитического крекинга [4]. Мощности линейного может быть добавлено до 30% дизельных фракций, полученных путем переработки нефти [3].
Важно отметить, что благоприятный компонент для дизельного топлива - каталитический крекинг газойль, полученный из растений, оснащенных блоком подачи гидроочистки. После того, как продукт процесса будет содержать минимальные количества соединений серы и азота, процесс гидроформинга будет протекать намного легче.
Основное ограничение участия вторичного сырья в дистиллята гидроочистки высокое содержание ненасыщенных и ароматических углеводородов. Кроме того, состав вторичных фракций полициклических ароматических углеводородов и соединений серы твердолобых значительно выше, чем в дистиллятных фракций прямой перегонки [4].
Присутствие в сырье ненасыщенного углеводорода и с высокой температурой кипения фракции с высоким содержанием соединений серы приводит к значительному увеличению потребления водорода и ускоряет коксования катализатора, снижая его активность. Наличие сырья в избытке легких фракций приводит к непродуктивной загрузки объекта.

1.3Цель и боковые продукты процесса
дизельное топливо реакция гидроочистки
Целевой продукт гидроочистки сырье. При гидроочистки дизельного топлива, желаемый продукт является стабильным дизельным топливом.
Выход стабильного дизельного топлива с содержанием серы, не превышающим 0,005% (масс.) 97% -ный (масс.).
Наиболее важными характеристиками дизельных топлив является горючим фракционным составом, карбонизации, вязкость, температура помутнения, и другими.
Горючести - тенденция к самовоспламенения дизельного топлива определяются его период задержки воспламенения и почти как важное свойство, как Антидетонационная бензин характеристика для бензиновых двигателей. период задержки зависит от цетанового числа.
Цетановое число - топливный компонент самовозгорания численно равна указанное содержание в% цетановое в смеси с & alpha; (Об.) - метилнафталин, в котором самовозгорания этой смеси, чтобы сравнить с тем же тестовым топливом,
В большом периоде задержки цетанового числа самовозгорания достаточно коротким, впрыском топлива, когда оно воспламеняется почти сразу же в камере сгорания, давление в цилиндре плавно растет, и она работает без сбоев.
Он не Возгорание немедленно и наращивать, а затем вся масса топлива воспламеняется при низком цетанового числа для длительной задержки, топливо впрыскивается в цилиндр. В этом случае давление в цилиндре повышается резко появляется детонация (стук). цетановое число дизельного топлива углеводорода зависит от их состава.
Фракционный состав топлива влияет на степень дисперсии, полноту сгорания, выхлопных газов и масло в картер разбавления нагароотложения.
В высоком содержании легких фракций с повышением давления сгорания. Топливо худший взвешенное рассеянное топлива за счет увеличения поверхностного натяжения.
Содержание легких фракций в дизельном топливе характеризуется температурой вспышки.
Дизельное топливо содержит значительное количество легких фракций, быстро испаряется вспыхивают и пригодно для использования в помещении.
Высокотемпературные свойства дизельных топлив [6], которые характеризуются их склонность к образованию углерода при сжигании топлива и увеличенной седиментации в двигателе.
Низкотемпературные свойства дизельного топлива характеризуется следующими параметрами: вязкость, температура помутнения, температура застывания.
Вязкость дизельного топлива влияет на степень распыления топлива в камере сгорания, и однородность работы смешивания.
Побочными продуктами процесса являются:
-Gasolina отогнали - имеет низкое октановое число и химическая стабильность относится к каталитического риформинга и его выход составил 1,5%;
Углеводородный газ - используются в качестве технологического топлива, его выхода 1,5%;
Сероводород - используется для производства элементарной серы или серной кислоты, их производство составляет около 1%.

1.4 параметры процесса

Основные рабочие параметры процесса представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Основные рабочие параметры и гидроочистки дизельных параметров установки [7]
Индикатор
значение
Температура, ° С
280-400
Давление, МПа
От 2,5 до 6,0
Объем часовая объемная скорость, ч -1
3,5-5,0
Движение Кратность ВСГ, м3 м3
200-350
Выход стабильного гидрирования% массы.
97,0
Содержание серы в сырье,% масс.
0.6(34)1.6
Содержание серы в гидрогенизированных% по весу.
0,1-0,2
количество нитей
2
катализатор жизни, лет
4-6
количество регенераций
2-4

1.5технологические факторы, их влияние на качество и эффективность продукции

Факторы, влияющие на ход процесса гидроочистки являются: качество сырья; активность катализатора; ССПС; отношение водорода к сырью; температура, давление.

1.5.1 Качество сырья
Фракционный состав сырья сильно влияет на ход процесса.
Присутствие в сырье ненасыщенного углеводорода и с высокой температурой кипения фракции с высоким содержанием соединений серы приводит к значительному увеличению потребления водорода и ускоряет коксования катализатора, снижая его активность.
Наличие сырья в избытке легких фракций приводит к непродуктивной загрузки объекта.

1.5.2 активность катализатора
Впоследствии, постепенное снижение активности катализатора вследствие кокса, осажденного на ее поверхности. Выше, активность катализатора, тем быстрее поток реакция десульфурации и тем больше глубина очистки.
Поскольку активность катализатора восстановительной его способность гидроочистки поддерживает повысить температуру в реакционной зоне.
В процессе работы температура на выходе из печи свежего катализатора не должна превышать 360 0С. Это условие обеспечивает длительную работу без регенерации катализатора.
Поскольку падение температуры активности катализатора с выпускным отверстием печи возрастает. Скорость повышения температуры зависит от типа сырья и не должна превышать 5 ° С ч [5].

1.5.3 Объемная скорость
Объемная скорость характеризует время пребывания сырья в реакционной зоне. Это будет самым большим, наиболее сырьевыми проходит через реактор в час. С увеличением времени пребывания в реакционной зоне увеличивает глубину обработки. С увеличением объемной скорости уменьшает время контакта с катализатором сырья, глубина преобразования уменьшается [8].
Степень гидрогенизации ненасыщенных углеводородов, при объемной скорости в интервале от 0,1 до 15,0 по сравнению с гидрированием соединений серы более гладко. При температуре 300 ° С скорость гидрогенизации ненасыщенных углеводородов и соединений серы примерно одинакова и приближается к линейной зависимости. При более высоких температурах (380 420 ° С), соединением серы скорость гидрирования значительно выше, чем ненасыщенные. При уменьшении объема часовой объемной скорости относительной разницы в степени превращения соединений серы и непредельных углеводородов, обработанных при различных температурах уменьшается. гидроочистки дизельного фракции (прямогонный и трещины) проводят при умеренных скоростях потока (1,5-3 ч-1). При выборе температуры счета WHSV, давление, состав корма.

1.5.4 Кратность циркуляции в сырьевой ВСГ
В присутствии водорода теоретически необходимое количество реакции гидрирования соединений серы в почти любом случае, не может продолжаться до тех пор, по сути, завершен. Однако, скорость реакции тогда будет крайне мала из-за низкой парциальное давление водорода. Таким образом, процесс гидродесульфуризации проводят с избытком водорода
Так как увеличение циркуляции водорода уменьшает образование кокса на катализаторе, однако, несмотря на то, что очень удовлетворительная Десульфуризация различных видов сырья достигается при перегонке применимы только 45-200 Нм @ 3 рециркулируемого газа на 1 м3 сырья жидкости, процесс обычно проводят при 350-700 поставку м3 газа протекает 1 м3 жидких кормов.
Уменьшение соединения множества циркуляции водорода не только сократить потребление энергии, но и создать условия, при которых большинство сырьевых остается в состоянии жидкой фазы в то время как процессы очистки процессов гидрирования, осуществляемые в паровой фазе.

1.5.5 Концентрация водорода в циркулирующем газе
При увеличении содержания водорода в скорости резервной смеси процесса десульфуризации увеличивается, что увеличивает глубину удаления серы сырья. Великолепная скорость реакции возрастает с увеличением концентрации водорода до определенного предела, после чего скорость увеличивается медленнее. В связи с этим существует большой предел увеличения содержания водорода. Концентрация водорода в водородсодержащего газа должна быть не менее 65% по объему. С исходного сырья кипения не должна быть выше, чем 200 ° С и выпускаемой 360 ° С в течение не менее около 94%.
Циркулирующий газ в дополнение водорода, может присутствовать в различных пропорциях метан, этан, пропан, бутан, пентан, окись углерода, двуокись углерода и азот балластом промывку. Концентрация водорода на входе первого реактора регулируют путем подачи дополнительного газа течь технический свежий водород в количестве, чтобы обеспечить заданную концентрацию водорода.
В дополнение углеводородных газов, примесей в циркулирующем газе сероводород, который влияет на ход реакции десульфуризации в соответствии с законом действующих масс, он может быть подключен к компонентам ненасыщенного сырья в виде новые соединения серы, которые затем будут подвергнуты в реактор десульфуризации. Но с увеличением содержания сероводорода в TSVSG низкой степени десульфурации сырья (содержание от нуля до 10 об.% Уменьшает степень десульфурации от 90 до 70-75%). Кроме того, присутствие сероводорода в обращении может вызвать коррозию оборудования и трубопроводов. Для того, чтобы уменьшить вредное воздействие сероводорода в циркулирующем газе очищает сероводород.

1.5.6 температура
Реакция гидрирования соединений серы происходит в определенном температурном диапазоне. Наиболее благоприятная температура 330- температура 400 ° С при температуре ниже 300 ° С замедлила реакции гидрирования ароматических соединений. По мере того как температура увеличивает степень гидрогенизации ненасыщенных углеводородов и соединений серы возрастает, достигая максимума при 420 ° С дальнейшим увеличением температуры до 460 ° С уменьшает степень гидрирования: несколько довольно резко ненасыщенные углеводороды для соединений серы. Уменьшение степени гидрирования непредельных углеводородов при температуре выше 420 ° C из-за разрушительных реакции гидрирования (гидрокрекинг), которые возникают в этих условиях. Гидрокрекинг жидкости производительность снижается, отложения кокса на катализаторе увеличивается, и жизнь сокращается. Поэтому,

1.5.7 давление
Давление существенно влияет на ход обессеривания нефтепродуктов. Для того, чтобы достичь такой же степени десульфурации должна быть при низком давлении, чтобы уменьшить объемную скорость.
Для процессов высокого давления, гидрирования является благоприятным, поскольку это способствует ускорению в результате реакций, чтобы увеличить число молекул реагируют столкновений, которые повышают концентрацию реагентов на единицу объема.
В основном не способствует гидрированию, чтобы увеличить общее давление в системе и с увеличением общего давления в системе гидроочистки путем повышения парциального давления водорода. Парциальное давление водорода во время гидрирования паровой фазы зависит от общего количества исходного материала пара и мыть на вход в реакторе, концентрацию водорода в материале для смешивания с подаются газом и другими факторами.

1.6Механизм и химизм реакций процесса

Основные реакции, происходящие во время гидроочистки: гидрогенолиз углерода - гетероатом с почти полным конверсией серо, азот и кислородсодержащими органическими соединениями в насыщенных углеводородах с одновременным образованием H2S легко съемными, NH3, и парами воды; гидрирования непредельных углеводородов.
При гидроочистке происходит разложение металлоорганических соединений.

1.6.1 Реакция соединений серы
В зависимости от сульфидного соединение, имеющее структуру: меркаптаны, сульфиды линейных (ациклические) и циклические структуры, дисульфиды и тиофена превращаются в простые парафины или ароматические углеводороды с сероводородом.
Реакции гидрирования соединений серы, характеризующихся разрывной углерод - серы и водород свободной валентности насыщенной и олефиновых связи.
Наряду с соединениями серы гидрируются течение гидроочистки значительного количества олефиновых углеводородных смол, азотистых и кислородных соединений и металлоорганические соединения разрушаются.
Из всех соединений серы наиболее легко гидрогенизированных алифатические (меркаптаны, сульфиды и другие), сложные тиофена.
Таким образом, самое условие гидроочистки степень гидрирования алифатических соединений составляет 95%, в то время как степень гидрирования составляет 40-50% тиофен.
Стабильность соединений серы увеличивается в следующем порядке:
дисульфиды меркаптанов -- -- -- тиофена сульфиды.
С увеличением молекулярной массы серы соединений скорость десульфурации гидрирования уменьшается.
Это явление называется изменением типа соединений серы с увеличением в диапазоне кипения фракций и увеличивает его молекулярную массу.
Глубина очистки зависит от температуры, парциального давления водорода, активности катализатора и других факторов.
Парциальное давление водорода увеличились значительно увеличивает скорость гидрирования соединений серы.

1.6.2 Реакция кислорода и азота соединений
Процесс гидроочистки одновременно с удалением соединений серы и азота разложения кислородсодержащего форме аммиака и воды.
Ниже приведены примеры реакций соединений и кислородсодержащих соединений некоторых типов на катализаторе гидроочистки.
1) Фенол
- H2C СН 2 ОН СН CH2I + II + 4H2 -- Н2 СН2СН2 H2OCH

Х + 5H2 -- C5H12 + NH3CHN

1.6.3 реакции углеводородов
Процесс гидроочистки одновременно с реакциями десульфуризации, чтобы продолжить многочисленные реакции углеводородов. Эти реакции включают в себя: изомеризация парафиновых и нафтеновых углеводородов, ненасыщенный насыщения, гидрокрекинг, и другие. Изомеризация парафинов и нафтенов происходит при любых условиях десульфуризации, гидрокрекинга интенсивность возрастает с увеличением температуры и давления.
При более высоких температурах и низких давлениях, частичного дегидрирования нафтенов и дегидроциклизации парафинов. В некоторых случаях, гидрирования Десульфуризация, эти реакции могут служить в качестве источника водорода для обессеривания самых реакций.
Наиболее устойчивы к процессам гидрирования является ароматическими углеводородами. Моноциклические ароматические углеводороды (бензол и его гомологи) в заметных количествах гидрируются только при высоком парциальном давлении водорода (200 атм., Или выше). Гидрирования ароматических углеводородов с конденсированными кольцами и более мягкими условиями, может возникнуть в процессе гидроочистки.

1.7гидроочистки катализаторы

В процессе гидроочистки катализаторов используют, устойчивые к отравлению различных токсинов. Оксиды и сульфиды переходных металлов: Ni, Co, Mo, W на окиси алюминия с другими добавками [9].
В большинстве современных процессов используют гидроочистки (ATM) или катализаторов (ASM). Эти катализаторы включают 10-14% МоО3 и 2% -3 промотор (COO или NiO) в качестве активного 7-А1203. В начальной фазе операции или в начале цикла подачи катализатора гидроочистки сульфидировали в H 2 S подвергают тока; Активность катализаторов увеличивается.
Эта система имеет значительную гибкость и способен широко меняя его активность и селективность путем изменения способа синтеза, введение различных модифицирующих добавок изменения сульфидирования состояния, использования различных носителей и т.д. Гибкость и универсальность этой системы позволит создать сотни катализаторов делают промышленный гидроочистки. Содержание серы, связано с катализатором составляет 4 - 6%.
промышленные катализаторы имеют высокую селективность. В присутствии катализатора реакции АТМ-скорости перейти высокого SC облигаций зазора достаточно [10] активен в реакции алкенов насыщения разорвать CN связи С = O, и нет никакого раскола звена постоянного тока. Этот катализатор пригоден для практически любой гидроочистки нефтяных фракций.
АСМ-катализатор намного активнее в реакциях гидрирования и насыщении полициклических аренов азотистых соединений, поэтому рекомендуются для очистки vysokoaromatizirovannogo тяжелого сырья каталитического крекинга.
В последние годы широко используются катализаторы на основе цеолитов характеризуется высокой активностью и стабильностью. В процессе работы катализатор коксующегося и теряет активность. Для его уменьшения катализатор регенерируют путем сжигания кокса с поверхности при температурах до 530 ° С
катализаторы на основе оксидов ATM наблюдается введение СО2 + ионы в А12О3 и сильное электронное взаимодействие с молибденовой А12О3, что увеличивает число активных центров гидрирования - дегидрирования.
Главные особенности alyumokobaltmolibdenovyh alyumonikelmolibdenovyh катализаторов и [11] приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Характеристики некоторых катализаторов гидроочистки
бренд ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.